[發明專利]一種幅值和頻率可調的具有溯源性的高聲壓傳聲器校準器

有效

• 申請號: 201910283496.0
• 申請日: 2019-04-10
• 公開（公告）號: CN109916504B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 張炳毅;張寧寧;徐佳;鄭愛建
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

1.一種幅值和頻率可調的具有溯源性的高聲壓傳聲器校準器，其特征在于：包括傳聲器安裝結構、傳聲器預緊結構、高聲壓絕對法閉環實時反饋測控系統(12)和用于產生高聲壓的振膜(7)系統；所述用于產生高聲壓的振膜(7)系統包括耦合腔(5)、振膜(7)、驅動器(10)；傳感器(4)通過密封結構以及傳聲器預緊機構安裝在傳聲器安裝結構上，保證聲學密封性，使得耦合腔(5)內不會產生聲泄漏；可更換耦合腔(5)通過定位導向結構和傳聲器預緊機構實現快速更換，在寬頻范圍內產生均勻的聲壓；通過振膜(7)的振動，在封閉的耦合腔(5)內產生高聲壓；驅動器(10)將電能轉化為機械能，產生動態力驅動振膜(7)產生預期振動，從而在空氣中激發出高量級的聲壓；高聲壓絕對法閉環實時反饋測控系統(12)通過傳感器(4)測量產生的動態力或動態運動的量值，通過計算公式獲得聲壓大小，通過高聲壓絕對法閉環實時反饋測控系統(12)對高聲壓的頻率和幅值進行控制，保證其達到預期的頻率和幅值，實現穩定聲壓的輸出，并實現聲壓向基本量的溯源；

所述振膜(7)由金屬制成，在產生振動的同時承受20kPa以下的壓力不發生損壞，振膜(7)通過連接機構和驅動器(10)連接，驅動器(10)將電能轉化為機械能，產生動態力驅動振膜(7)產生預期振動，從而在空氣中激發出高量級的聲壓；耦合腔(5)采用導向機構，通過卡扣鎖緊，便于更換和安裝；耦合腔(5)通過隔振結構安裝在振膜(7)上，從而用于在其內部實現在頻率0.1Hz～5000Hz或者更寬的頻率范圍內產生124dB～180dB的高聲壓

所述傳聲器安裝結構中，傳聲器通過安裝孔齊平安裝，安裝孔內部有橡膠密封圈進行密封，橡膠密封圈通過壓緊彈簧的傳聲器預緊結構壓緊；預緊力通過壓緊彈簧調整，傳聲器預緊結構用于便于拆裝更換以適用于不同的傳聲器；保證聲學密封性，使得耦合腔(5)內不會產生聲泄漏；

所述的高聲壓絕對法閉環實時反饋測控系統(12)，用于實現量值向動態力和動態運動的溯源，進而溯源到長度、時間、質量基本量；高聲壓絕對法閉環實時反饋測控系統(12)中，通過傳感器(4)測量振膜(7)的動態力或者動態運動量，采用負反饋實現高聲壓頻率和聲壓級的穩定可調，測量得到的動態力或者動態運動量能夠直接轉化為聲壓的頻率和幅值，通過顯示儀表實現實時顯示，測量得到的聲壓具有溯源到基本量的特性；

快鎖旋鈕(6)用于將耦合腔(5)固定在振膜(7)上方；

導向桿(8)用于定位，形成三角形的導向機構，方便更換耦合腔(5)時保證安裝的平面度，實現快速導向安裝，耦合腔(5)具有彈性支撐結構，以減小外部振動的干擾。

2.如權利要求1所述的一種幅值和頻率可調的具有溯源性的高聲壓傳聲器校準器，其特征在于：當測量動態力或動態運動時，根據以下公式獲得絕對聲壓級：

其中：L_p——聲壓級，dB

F——動態力，kg·m/s²

S——振膜(7)面積，m²

P₀——參考聲壓級20μPa

當測量動態運動量時，根據以下公式獲得絕對聲壓級：

其中：L_p——聲壓級，dB

m——運動等效質量，kg

a——加速度，m/s²

S——振膜(7)面積，m²

P₀——參考聲壓級20μPa

從而實現量值溯源到質量(kg)、長度(m)、時間(s)基本量。

3.如權利要求1或2所述的一種幅值和頻率可調的具有溯源性的高聲壓傳聲器校準器，其特征在于：測量得到的聲壓的頻率和幅值通過顯示器(13)實現實時顯示。